JP4618578B2

JP4618578B2 - リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP4618578B2
Application number: JP2001140949A
Authority: JP
Inventors: 俊夫佐藤; 省吾宮崎; 晃唯野
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2002339913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動部の駆動作用下に、ベース部材に沿ってスライダを直線状に往復動作させることが可能なリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、ワークの搬送手段としてリニアアクチュエータが用いられている。
【０００３】
ここで、本出願人が案出したロッドレスシリンダの平面図を図７に示す（実公平７−１６８８４号公報参照）。図７に示されるように、このロッドレスシリンダ１には、シリンダチューブ２のボア内に供給される圧力流体の作用下にシリンダチューブ２に沿ってスライダ３が変位自在に設けられている。
【０００４】
スライダ３のストローク量を調整するねじ部材４がエンドブロック５を貫通するねじ孔を介して螺入され、前記ねじ部材４のねじ込み量を調整することにより、スライダ３のストローク量が微調整されるように設けられている。また、前記ねじ部材４の弛み防止のためのプレート６が固定ボルト７によって前記エンドブロック５の側面に固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記ロッドレスシリンダに関連してなされたものであり、スライダのストローク量を調整するための調整用ねじ部材等が係止部材の端面から外部に突出することがなく、装置全体の軸線方向の寸法を可及的に短縮して、より一層小型化を達成することが可能なリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、
駆動部の駆動作用下に前記ベース部材の軸線方向に沿って変位するスライダと、
前記ベース部材の端部側に連結され、切欠部が形成された係止部材と、
前記切欠部内に挿入されるプレート部材と、
前記係止部材および前記プレート部材に螺入されて貫通し、前記スライダのストローク量を調整する調整用ねじ部材と、
前記プレート部材を前記係止部材の切欠部内に保持する係止用ねじ部材と、
を備え、
前記調整用ねじ部材および前記係止用ねじ部材の端面は、前記係止部材の端面から外部に突出することがなく、少なくとも略面一に設けられることを特徴とする。
【０００７】
また、前記調整用ねじ部材および前記係止用ねじ部材の一端面に、多角形状の凹部を形成するとよい。
【０００８】
本発明によれば、調整用ねじ部材および係止用ねじ部材の端面を係止部材の端面から外部に突出させることがない。また、プレート部材を係止部材の切欠部内に挿入することにより、該プレート部材を係止部材の端面から外部に突出させることがなく、且つ前記調整用ねじ部材の弛み止め機能を持たせることができる。その結果、長手方向の寸法を抑制して装置全体の小型化および軽量化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るリニアアクチュエータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１０】
図１において、参照数字２０は、本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示す。
【００１１】
このリニアアクチュエータ２０は、実質的に磁石式ロッドレスシリンダからなる駆動部２２と、前記駆動部２２の駆動作用下に直線状に往復動作するスライダ２４と、前記スライダ２４を直線状に案内するベース部材２６と、前記ベース部材２６の両端部にそれぞれ連結される一組のエンドブロック（係止部材）２８ａ、２８ｂと、前記一組のエンドブロック２８ａ、２８ｂにそれぞれ固定され、ベース部材２６と略平行に配置されたセンサ取付用レール３０とを含む。
【００１２】
前記駆動部２２は、図５に示されるように、内部にシリンダ室として機能する貫通孔３２が形成され、その両端部にそれぞれ装着されるエンドキャップ３４を介して一組のエンドブロック２８ａ、２８ｂに支持される円筒体３６と、磁性材料によって形成され、前記円筒体３６内の貫通孔３２に沿って摺動自在に設けられたピストン３８と、前記円筒体３６の外周面を囲繞するとともに、前記ピストン３８と一体的に該円筒体３６の軸線方向に沿って変位するスライドブロック４０とを有する。なお、前記エンドキャップ３４には、通路を流通する流体の流量を絞るオリフィス４２が形成されている。
【００１３】
前記ピストン３８の軸線方向に沿った両端部側には、スクレーパ４６がそれぞれ装着されている。さらに、ピストン３８の外周面には、鉄等の磁性体によって形成された５枚の環状板４８ａ〜４８ｅからなる第１ヨークが外嵌され、隣接する環状板４８ａ〜４８ｅの間には、リング状の内側磁石５０ａ〜５０ｄがそれぞれ介装されている。
【００１４】
また、スライドブロック４０の内周面には、鉄等の磁性体からなり複数枚に分割された環状板５２ａ〜５２ｅによって構成される第２ヨークが内嵌され、隣接する前記環状板５２ａ〜５２ｅの間には、リング状の外側磁石５４ａ〜５４ｄがそれぞれ介装されている。この場合、前記ピストン３８に装着された内側磁石５０ａ〜５０ｄとスライドブロック４０に装着された外側磁石５４ａ〜５４ｄとは、それぞれ円筒体３６を間にして相互に対峙するように配設され、しかも相互に吸引し合うようにその磁極が設定されている。
【００１５】
スライダ２４は、図１および６に示されるように、断面逆凹字状を呈し、所定間隔離間して相互に対向する一組の側部５６が一体的に形成されたガイドブロック５８と、前記ガイドブロック５８のストローク方向に沿った両端部に連結されるカバー部材６０と、前記カバー部材６０に連結される板状のスクレーパ６２とを有する。スライダ２４の両端部の略中央にはピン部材６４が設けられ、スライダ２４の変位終端位置において、後述する調整用ねじ部材６６の一端部に設けられる緩衝部材６８と前記ピン部材６４とが当接することにより、調整用ねじ部材６６の先端部に当接した際にスライダ２４に付与される衝撃が緩衝される。
【００１６】
図１に示されるように、前記ガイドブロック５８の平面部には４つのワーク取付用孔部７０が形成され、図５に示されるように、円筒体３６に沿って変位するスライドブロック４０の直線運動は、該スライドブロック４０にねじ締結されたスタッド７２（図１参照）を介してガイドブロック５８（図１参照）に伝達され、ピストン３８、スライドブロック４０およびガイドブロック５８（図１参照）が一体的に変位する。すなわち、スライドブロック４０の直線運動は長孔に対するスタッド７２（図１参照）の係合作用下にガイドブロック５８（図１参照）に伝達される。この場合、スライドブロック４０とガイドブロック５８（図１参照）とはそれぞれ連結されていない状態にある。
【００１７】
各エンドブロック２８ａ、２８ｂの一端面の略中央には、スライダ２４のストローク量を調整するための調整用ねじ部材６６が螺入され、前記調整用ねじ部材６６のねじ込み量を増減させることによりスライダ２４のストローク量が微調整される。前記調整用ねじ部材６６の一端部には、ゴム等によって形成された緩衝部材６８が突出して設けられており、スライダ２４が調整用ねじ部材６６の先端部に当接した際の衝撃が緩衝される。
【００１８】
また、調整用ねじ部材６６から所定間隔離間する両側には、後述するプレート部材７４を固定するためのロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂ（係止用ねじ部材）が螺入されている。
【００１９】
図２に示されるように、前記エンドブロック２８ａ、２８ｂの一端面の略中央には、前記調整用ねじ部材６６が螺合される第１ねじ孔７８が形成され、前記第１ねじ孔７８から所定間隔離間する両側には、プレート部材７４を固定する一組のロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂが螺合される第２ねじ孔８０ａ、８０ｂが形成される。前記第１ねじ孔７８は、エンドブロック２８ａ、２８ｂの他端面側まで貫通しており、前記第２ねじ孔８０ａ、８０ｂは、エンドブロック２８ａ、２８ｂの端面側に形成される孔部８２ａ、８２ｂと、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂが螺合される雌ねじ部８４ａ、８４ｂとから形成される。また、図１および図２に示されるように、エンドブロック２８ａ、２８ｂの一端面には、圧力流体が供給・排出される圧力流体出入ポート４４ａ、４４ｂが形成される。
【００２０】
前記孔部８２ａ、８２ｂの内径は、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの頭部の外径より若干大きく形成され、前記孔部８２ａ、８２ｂの深さ方向の寸法は、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの頭部がエンドブロック２８ａ、２８ｂの端面から外部に突出することがないように形成される。すなわち、プレート部材７４を固定した際、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの頭部が前記孔部８２ａ、８２ｂに完全に格納されることにより、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂがエンドブロック２８ａ、２８ｂの端面から外部に突出することがない。
【００２１】
また、各エンドブロック２８ａ、２８ｂには、上方に向かって分岐する二股部８５ａ、８５ｂがベース部材２６の軸線と略直交する方向に並設され、一方の二股部８５ａと他方の二股部８５ｂとの間には、所定幅に切り欠かれた切欠部８６が形成される。前記切欠部８６には、前記調整用ねじ部材６６の弛み止め機能を有する略直方体形状のプレート部材７４が配設されている。なお、図１および図４に示されるように、前記切欠部８６の幅方向の寸法（Ａ）は、前記プレート部材７４の厚さ方向の寸法（Ｂ）よりも大きく形成される。
【００２２】
さらに、前記プレート部材７４の略中央に形成される第３ねじ孔８８には、前記調整用ねじ部材６６が螺合され、第３ねじ孔８８から所定間隔離間する両側には、第４ねじ孔９０ａ、９０ｂが形成される。
【００２３】
すなわち、前記調整用ねじ部材６６は、エンドブロック２８ａの二股部８５ａ側の第１ねじ孔７８、プレート部材７４の第３ねじ孔８８およびエンドブロック２８ａの二股部８５ｂ側の第１ねじ孔７８を介して螺入され、二股部８５ｂよりスライダ２４（図１参照）側へ突出して設けられることにより、スライダ２４（図１参照）のストローク終端位置でスライダ２４（図１参照）を停止させる機能を有する。また、前記ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂは、エンドブロック２８ａの第２ねじ孔８０ａ、８０ｂと、プレート部材７４の第４ねじ孔９０ａ、９０ｂを介してプレート部材７４を固定している。
【００２４】
調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端面には、断面略六角形状の凹部９１ａ、９１ｂが形成されることにより、締付時および弛緩時の工具作業スペースが少なくてすみ、圧力流体出入ポート４４ａ、４４ｂに接続される配管を接続した後においても接触することなく、ストローク調整時および取付時における作業性が向上する。なお、調整用ねじ部材６６とロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端面に形成される凹部９１ａ、９１ｂの形状は、断面略六角形状に限定されるものではなく、多角形状であればよい。
【００２５】
ベース部材２６は、図６に示されるように、長尺な柱状体からなり、その上面部に長手方向に沿って延在するように形成された断面半円状の凹部９２と、左右の側部に突出して形成されるガイド部９３と、相互に対向する側部５６に長手方向に沿って延在するように形成された断面円弧状の一組の転動溝９４と、長手方向に沿って延在し、後述するサポート部材が係合するフランジ部９８とを有する。前記断面半円形状の凹部９２内には円筒体３６の下部側の約半分が臨むように装着され、前記凹部９２と円筒体３６との間には所定のクリアランスが形成されている。
【００２６】
この場合、ガイドブロック５８の側部５６に形成された転動溝９４とベース部材２６に形成された転動溝９４との間に複数のボール９６が転動自在に形成され、前記転動溝９４とガイドブロック５８の側部５６に形成された貫通孔によって無限循環軌道が構成される。
【００２７】
センサ取付用レール３０の一側面には、軸線方向に沿って略平行な断面円弧状の２条のセンサ取付用長溝１００が形成され、その反対側の一側面には断面三角形状の凹部１０２が軸線方向に沿って形成されている。前記凹部１０２には取付用金具１０４を介してガイドブロック５８に保持された磁石１０６が臨み、前記ガイドブロック５８と一体的に変位する磁石１０６の磁界をセンサ取付用長溝１００に装着された図示しないセンサによって検知することにより、スライダ２４の位置を検出することができる。
【００２８】
また、前記センサ取付用レール３０の内部には、軸線方向に沿った図示しない通路が形成され、前記通路は、センサ取付用長溝１００の下部側に形成された一組の孔部にそれぞれ嵌着される配管用スタッド１１０を介して、エンドブロック２８ａ、２８ｂに形成された圧力流体出入ポート４４ａ、４４ｂにそれぞれ連通するように設けられている。
【００２９】
なお、センサ取付用レール３０に形成された通路１０８の両端部は、それぞれ鋼球１１２によって気密に閉塞されている。
【００３０】
本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータ２０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３１】
先ず、調整用ねじ部材６６とプレート部材７４とロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂとの組み付けおよび調整方法について説明する。なお、図２においては、エンドブロック２８ａの一方側のみを図示し、他方側を省略しているが、他方側のエンドブロック２８ｂに設けられた調整用ねじ部材６６とプレート部材７４とロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂとの組み付けおよび調整方法についても同様である。
【００３２】
図２に示されるように、エンドブロック２８ａに形成される切欠部８６にプレート部材７４を挿入する。
【００３３】
次に、調整用ねじ部材６６を二股部８５ａ側の第１ねじ孔７８、プレート部材７４の第３ねじ孔８８、切欠部８６を介した二股部８５ｂ側の第１ねじ孔７８に螺入する。
【００３４】
次に、調整用ねじ部材６６を螺回することにより、調整用ねじ部材６６の端部の位置を変位させてスライダ２４（図１参照）の停止位置を調整する。
【００３５】
次に、エンドブロック２８ａに形成される第２ねじ孔８０ａ、８０ｂおよび雌ねじ部８４ａ、８４ｂとプレート部材７４の第４ねじ孔９０ａ、９０ｂとにロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂを螺入する。なお、この場合、プレート部材７４の一端面をエンドブロック２８ａの二股部８５ｂ側の内面に当接させた状態とするとよい。
【００３６】
最後に、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂを締め込むことにより、プレート部材７４が二股部８５ａの方向に引張され、調整用ねじ部材６６がプレート部材７４により軸線方向に固定される。なお、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂを締め込む際においても調整用ねじ部材６６は回転されることがない。
【００３７】
以上により本実施の形態では、調整用ねじ部材６６のねじ込み量を増減させることにより、スライダ２４のストローク量を微調整することができる。
【００３８】
また、調整用ねじ部材６６の位置を決めた後、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂを締め付けることにより、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂとプレート部材７４の嵌合作用下に調整用ねじ部材６６の位置を確実に固定することができる。
【００３９】
さらに、調整用ねじ部材６６をエンドブロック２８ａ、２８ｂの略中央に配設することにより、スライダ２４がエンドブロック２８ａ、２８ｂに当接した際に生じるスライダ２４のぶれを防止することができるとともに、従来のスライダ３のストローク量を調整する際に用いられていた一端部が六角形状に形成されているねじ部材４のように、調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端部がエンドブロック２８ａ、２８ｂの上面から上方に突出することがないため、装置全体の高さ方向の寸法を抑制することができる。
【００４０】
このようにして組み付けおよび調整されたリニアアクチュエータ２０においては、図示しない圧力流体供給源から供給された圧力流体（例えば、圧縮空気）は、第１圧力流体出入ポート４４ａ、４４ｂを経由してシリンダ室として機能する円筒体３６の貫通孔３２内に導入される。円筒体３６の貫通内に導入された圧力流体の作用下にピストン３８が押圧され、環状板４８ａ〜４８ｅからなる第１ヨークを介して複数の内側磁石５０ａ〜５０ｄとピストン３８とが円筒体３６の貫通孔３２に沿って一体的に変位する。その際、第１ヨークを介してピストン３８に装着された内側磁石５０ａ〜５０ｄの磁界作用下に外側磁石５４ａ〜５４ｄが吸引され、前記外側磁石５４ａ〜５４ｄを保持するスライドブロック４０がピストン３８と一体的に変位する。
【００４１】
前記スライドブロック４０が円筒体３６に沿って変位する際、該スライドブロック４０の直線運動がスタッド７２を介してガイドブロック５８に伝達され、ピストン３８、スライドブロック４０およびガイドブロック５８が一体的に直線状に変位することにより、スライダ２４の直線往復運動が保持される。
【００４２】
そして、スライダ２４の両端部に設けられているピン部材６４が調整用ねじ部材６６の先端部に当接して停止する際の衝撃は、調整用ねじ部材６６の先端部に設けられた緩衝部材６８によって好適に緩衝される。
【００４３】
さらに、前記調整用ねじ部材６６のねじ込み量を増減させることによりスライダ２４のストローク量を微調整することができる。
【００４４】
以上により本実施の形態では、調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂとをエンドブロック２８ａ、２８ｂの端面から外部に突出させることがない。また、ナットの代わりにプレート部材７４をエンドブロック２８ａ、２８ｂの切欠部８６に設けることにより、調整用ねじ部材６６の作用下にスライダ２４のストローク量を調整した後、調整用ねじ部材６６が弛むことがない。さらに、調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端部がエンドブロック２８ａ、２８ｂの端面から外部に突出することがないため、長手方向の寸法を抑制することができるとともに、外部配管を接続する際の作業性を向上させることができる。
【００４５】
また、調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端面に断面略六角形状の凹部を形成することにより、外部が六角形状に形成された従来のナットおよびボルトを用いる場合に比べて、装置全体の小型化および軽量化を図ることができ、狭い作業スペースにおいても効率的に作業することができる。その結果、外部配管を接続した後においても、調整用ねじ部材６６によるストロークの微調整およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの締付作業等の作業性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、調整用ねじ部材６６によりスライダ２４の停止位置を決めた後、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂを締め付けることにより、ロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂとプレート部材７４の嵌合作用下に調整用ねじ部材６６の位置を確実に固定することができる。
【００４７】
さらに、調整用ねじ部材６６をエンドブロック２８ａ、２８ｂの略中央に配設することにより、スライダ２４が当接した際に生じるスライダ２４のぶれを防止することができるとともに、従来のスライダ３のストローク量を調整するねじ部材４と比較して、調整用ねじ部材６６およびロック用ねじ部材７６ａ、７６ｂの一端部がエンドブロック２８ａ、２８ｂの上面より突出することがないため、装置全体の高さ方向の寸法を抑制することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４９】
すなわち、調整用ねじ部材および係止用ねじ部材の一端面に多角形状の凹部を形成し、また、プレート部材を係止部材の切欠部内に設けることにより、調整用ねじ部材、係止用ねじ部材およびプレート部材を係止部材の端面から外部に突出させることがない。その結果、長手方向の寸法を抑制して装置全体の小型化および軽量化を図ることができるとともに、係止部材へ外部配管等を接続する際の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータのエンドロックの一部分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの側面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った一部横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの縦断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図７】本出願人が案出した従来技術に係るロッドレスシリンダの平面図である。
【符号の説明】
２０…リニアアクチュエータ
２２…駆動部２４…スライダ
２６…ベース部材２８ａ、２８ｂ…エンドブロック
３０…センサ取付用レール３２…貫通孔
３６…円筒体４４ａ、４４ｂ…圧力流体出入ポート
４８ａ〜４８ｅ…環状板５０ａ〜５０ｄ…内側磁石
５２ａ〜５２ｅ…環状板５４ａ〜５４ｄ…外側磁石
５８…ガイドブロック６０…カバー部材
６６…調整用ねじ部材６８…緩衝部材
７４…プレート部材７６ａ、７６ｂ…ロック用ねじ部材
７８…第１ねじ孔８０ａ、８０ｂ…第２ねじ孔
８２ａ、８２ｂ…孔部８４ａ、８４ｂ…雌ねじ部
８６…切欠部８８…第３ねじ孔
９０ａ、９０ｂ…第４ねじ孔１００…センサ取付用長溝

Claims

ベース部材と、
駆動部の駆動作用下に前記ベース部材の軸線方向に沿って変位するスライダと、
前記ベース部材の端部側に連結され、切欠部を間に有した二股部が形成された係止部材と、
前記切欠部内に挿入されるプレート部材と、
前記係止部材および前記プレート部材に螺入されて貫通し、前記スライダのストローク量を調整する調整用ねじ部材と、
一方の二股部および前記プレート部材に螺入され、前記プレート部材を前記係止部材の切欠部内に保持すると共に、螺回させることによって前記プレート部材を前記切欠部内において一方の二股部側へと引張する係止用ねじ部材と、
を備え、
前記調整用ねじ部材および前記係止用ねじ部材の端面は、前記係止部材の端面から外部に突出することがなく、少なくとも略面一に設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記調整用ねじ部材および前記係止用ねじ部材の一端面には、多角形状の凹部が形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。